Ротор өзектерінің үзілуі: белгілері және диагностикасы

Асинхронды қозғалтқыш ротор өзегінің үзілуі ротордың магниттік симметриясын бұзады. Статор тогында қоректендіру жиілігінің айналасында f ± 2sf жиіліктерінде бүйірлік жолақтар, ал дірілде айналу жиілігінің айналасында полюстердің өту жиілігімен бүйірлік жолақтар пайда болады. Жұмыс жүктемесінде ток талдауымен диагностикалап, дірілмен растайды, тоқтатылған қозғалтқышта тізбекті талдау (MCA) қолданылады.

Өзек үзілгенде не болады

Қысқа тұйықталған орамасы бар асинхронды қозғалтқыштың роторы ұштары сақиналармен тұйықталған өзектерден тұрады. Artesis механизмді былай сипаттайды: өзек жарылғанда ротордың магниттік симметриясы бұзылады, ал пайда болған теңгерімсіздік статор тогында шағын тербелмелі құраушыны тудырады.

SKF діріл диагностикасы анықтайтын ротор ақауларын тізіп береді:

Ақау	Дірілде қалай көрінеді (SKF бойынша)
Сынған немесе жарылған өзектер	1× айналу жиілігі мен оның гармоникаларының айналасында полюстердің өту жиілігімен бүйірлік жолақтар
Өзектер мен тұйықтаушы сақиналар арасындағы кедергісі жоғары нашар қосылыстар	Дәл солай; бүйірлік жолақтар 2×, 3×, 4× және 5× айналу жиілігінің айналасында да болуы мүмкін
Ротордың тұйықталған болат табақтары	SKF дірілмен анықталатын ротор ақауы ретінде көрсеткен
Сақиналармен түйісуі нашар босаған немесе бекітілмеген өзектер	Өзектердің өту жиілігіндегі (RBPF) діріл мен гармоникалар, RBPF айналасында желі жиілігінің екі еселенген мәні қадамымен бүйірлік жолақтар

Неге бұл қауіпті

Artesis өзектердің үзілуі асинхронды қозғалтқышты өздігінен істен шығармайтынын, бірақ ақау механизмі бөлшектерді сындырып, механикалық зақымға және ораманың істен шығуына әкелуі мүмкін екенін атап өтеді. Бұл өндіріске әсер етіп, қымбат жөндеуге айналады. Ақаудың көріністерінің ішінде Artesis қызу мен ұшқындауды атайды. Artesis бойынша бұл мәселе ауыр жұмыс режиміндегі қозғалтқыштарға тән.

Токтағы белгілер (MCSA және ESA)

Artesis өзектердің үзілуін ток талдауы үшін «оқулықтағы» ақау деп атайды. Белгісі мына жиіліктердегі бүйірлік жолақтар:

f ± 2sf, мұндағы f — қоректендіру жиілігі, s — қозғалтқыштың сырғанауы.

Негізгі ескерту: белгі жүктемеге байланысты. Artesis бойынша жүктеме неғұрлым жоғары болса, сырғанау соғұрлым үлкен және бүйірлік жолақтар соғұрлым айқын, сондықтан ток талдауы жұмыс жүктемесіне жақын жүктемеде жақсы істейді. Бос жүрістегі қозғалтқыш бұл тексеруге жарамайды.

Дірілдегі белгілер

Дірілде SKF айналу жиілігі мен оның гармоникаларының айналасындағы полюстердің өту жиілігімен бүйірлік жолақтарды іздеуді ұсынады. Есептеу үшін SKF мына формулаларды береді:

Шама	Формула (SKF бойынша)
Синхронды жылдамдық Ns, айн/мин	Ns = 120 · FL / P
Сырғанау жиілігі Fs	Fs = Ns − RPM
Полюстердің өту жиілігі Fp	Fp = Fs · P
Өзектердің өту жиілігі RBPF	RBPF = өзектер саны · RPM

Мұнда FL — желі жиілігі, P — полюстер саны, RPM — ротордың нақты жылдамдығы. Спектрді қалай оқу және бүйірлік жолақтарды қалай табу керегі «FFT спектрін қалай оқу керек» мақаласында сипатталған.

Есептеу мысалы

Шартты қозғалтқыш: 4 полюс, желі 50 Гц, өлшенген жылдамдық 1470 айн/мин.

1. Синхронды жылдамдық: Ns = 120 · 50 / 4 = 1500 айн/мин.
2. Сырғанау жиілігі: Fs = 1500 − 1470 = 30 айн/мин, яғни 0,5 Гц. Сырғанау s = 30 / 1500 = 0,02.
3. Полюстердің өту жиілігі: Fp = 30 · 4 = 120 цикл/мин, яғни 2 Гц.
4. Токта бүйірлік жолақтарды f ± 2sf = 50 ± 2 · 0,02 · 50 = 50 ± 2 Гц, яғни 48 және 52 Гц-те іздейді.
5. Дірілде айналу жиілігі 1470 / 60 = 24,5 Гц; бүйірлік жолақтарды 24,5 ± 2 Гц, яғни 22,5 және 26,5 Гц-те, сондай-ақ гармоникалардың айналасында іздейді.

Мысал нақты жылдамдықтың неге маңызды екенін көрсетеді: жылдамдықта 10 айн/мин қателік болса, бұл мысалда сырғанау жиілігі үштен бірге өзгереді де, жолақтар ізделген жерде болмайды. Жылдамдықты тақтайшадан алмай, тахометрмен өлшеген дұрыс.

Немен шатастыруға болады

• Статор ақаулары. SKF бойынша статор эксцентриситеті, тұйықталған табақтар және статордың босаған темірі желі жиілігінің екі еселенген мәнінде (50 Гц-те 100 Гц) жоғары құраушы береді. Олар статорда пайда болады және айналу жиілігімен де, сырғанаумен де модуляцияланбайды, сондықтан полюстердің өту жиілігі жолақтары болуы да, болмауы да мүмкін.
• Ротор эксцентриситеті. Artesis статикалық және динамикалық эксцентриситетті токта да көрінетін жеке ақаулар қатарына жатқызады.
• Жүктеменің ауытқуы. Жолақтар сырғанауға байланысты, сондықтан өлшемдерді бірдей жүктемеде салыстыру керек.

Қадамдық диагностика

1. Қозғалтқышты жұмыс режиміне жақын жүктеңіз және тұрақтанған режимді күтіңіз.
2. Нақты жылдамдықты тахометрмен өлшеп, сырғанау мен белгілер жиіліктерін есептеңіз.
3. Ток спектрін алыңыз (MCSA/ESA) және f ± 2sf бүйірлік жолақтарын табыңыз.
4. Дірілмен растаңыз: 1× және гармоникалар айналасындағы полюстердің өту жиілігі жолақтары. Босаған өзектер үшін RBPF аймағын тексеріңіз.
5. Базамен салыстырыңыз: осы қозғалтқыштың сол жүктемедегі бұрынғы өлшемдерімен және бір типті машиналармен. Бүйірлік жолақтардың шекті деңгейлерін нақты диагностика жүйесінің әдістемесі белгілейді; бұл мақалада біз оларды келтірмейміз.
6. Тоқтау кезінде роторды қозғалтқыш тізбегін талдау (MCA) арқылы тексеріңіз: Artesis бойынша бұл әдіс токтан ажыратылған қозғалтқышта ротор мәселелерін де анықтайды.
7. Трендті жүргізіп, ақау қосалқы зақымдар тудырмай тұрып жөндеуді жоспарлаңыз.

Ток талдауының діріл диагностикасымен арақатынасы «ESA, MCSA және діріл диагностикасы» мақаласында талданған. Қозғалтқышты диагностикалаудың барлық әдістеріне шолу: «Электр қозғалтқышын диагностикалау: қай әдіс нені көрсетеді». Токта көрінетін басқа ақаулар: «Электр қозғалтқыштарының 5 әдеттегі ақауы».

Немен диагностикалау керек

Artesis AMT Pro портативті тестері қозғалтқышқа датчик орнатпай үш фазалы ток пен кернеуді талдайды; оның сипаттамасында анықталатын электрлік ақаулардың ішінде ротор ақаулары (өзектердің үзілуі) көрсетілген. Тест 7 минут алады, тікелей іске қосу, «жұлдыз-үшбұрыш», бірқалыпты іске қосу және жиілік түрлендіргіші қолдау табады. Дірілмен растау және жылдамдықты дәл өлшеу үшін SDT340 жарайды: 10 Гц – 10 кГц діріл арнасы және кірістірілген тахометр.

KEG TRK Қазақстанда Artesis электр қозғалтқыштары тестерлерін және SDT құралдарын жеткізеді. Бағасы сұраныс бойынша.

Дереккөздер

• Artesis. What is Condition Monitoring? A Technical Overview (MCSA бөлімі). https://artesis.com/condition-monitoring/
• Artesis. Motor Current Signature Analysis. https://artesis.com/motor-current-signature-analysis/
• SKF. Spectrum Analysis: the key features of analyzing spectra (J. Mais), 12 «Electrical problems» бөлімі: Stator problems, Rotor problems. https://cdn.skfmediahub.skf.com/api/public/0901d1968024acef/pdf_preview_medium/0901d1968024acef_pdf_preview_medium.pdf
• KEG TRK құрал карточкалары: Artesis AMT Pro, SDT340.